www.188betkr.com 讯超硬磨料主要是指金刚石和立方氮化硼(CBN),金刚石是目前已知世界上最硬的物质,CBN的硬度仅次于金刚石。这两种超硬磨料的硬度都远高于其他材料的硬度,包括磨具材料刚玉、碳化硅以及刀具材料硬质合金、高速钢等硬质工具材料,应用于机械加工领域充当砂轮磨料时,具有磨损慢、磨削比高、磨削力小、发热量少等优点,在高速及超高速加工、精密及超精密加工、高精度形面加工、智能及无人化加工等先进加工技术中都有着不可替代的地位。
金刚石
金刚石由碳元素组成,每一个碳原子与周围的4个碳原子全部以sp3杂化轨道形成共价键,构成一种三维网络,该种网络属于面心立方晶格结构,在室温、常压条件下,其晶格常数为a=3.5667?,拥有最大的原子密度(176nm-3),极大的原子键合能(7.4eV),完美的晶格结构以及键合方式赋予了金刚石各种极限性能。
金刚石晶体结构
金刚石一般分为天然金刚石和人造金刚石,人造金刚石制备方法主要有高温高压法和化学气相沉积法。依据晶体结构差异,金刚石可细分为单晶金刚石与多晶金刚石。金刚石是目前所知硬度最高的材料之一,其摩氏硬度为10,显微硬度可达10000kgf/mm?以上,与此同时,金刚石具备优异的耐磨性、良好的导热性,这使得金刚石磨料在研磨高硬度材料时具有显著优势,其广泛应用在硬质合金加工、光学加工、半导体抛及高硬度钻头和切割工具等多种领域。但由于金刚石是碳的同素异形体,在较高的温度下易与钢铁的铁系元素产生化学反应,引起化学磨损,直接影响磨料、磨具的磨削性能和损耗,所以不适宜加工这类材料。
PDS金刚石磨料,图源:海博锐材料科技官网
立方氮化硼(CBN)
立方氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的立方结构的晶体,它是在高压高温条件下,由六方氮化硼(hBN)转变而成的,是一种高强度、高耐磨的超硬磨料,具有接近金刚石的出色硬度,以及出色的热稳定性,被认为是磨料有史以来最伟大的技术进步之一。与氧化铝和碳化硅等传统磨料相比,CBN磨料具有高硬度、高耐磨性和导热性,其耐磨性和硬度是传统磨料的四倍以上,其独特的化学性质也使得其特别适合磨削黑色金属材料。
立方氮化硼,图源:氮硼科技
金刚石和立方氮化硼材料在研磨和抛光领域获得广泛应用。超硬材料磨具是指以金刚石或立方氮化硼为磨料,借助于结合剂或其他辅助材料,在一定的生产条件下制成的具有一定形状和性能并用于磨削、研磨、抛光等加工用途的工具,是我国最早出现的超硬材料制品之一,其产品种类主要包括固结磨具、涂附磨具、膏状液态磨具三大类,根据结构、形状的不同,超硬材料磨具分为砂轮、磨头、切割片、磨盘、油石、砂布、砂带、抛光膜、研磨膏、研磨液等等。
金刚石砂轮(上排)和CBN砂轮(下排),图源:武汉盛中大钻石科技有限公司
参考来源:
1.刘晓兵等:金刚石结构与功能研究综述
2.王光祖:立方氮化硼(CBN)特性综述
3.林峰:超硬材料的研究进展
4.氮硼科技
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